Теория гласит, что черные дыры аккумулируют материал, часто из близлежащих звезд. Однако теория также предполагает, что существует предел того, насколько большой черная дыра может вырасти из-за аккреции, и, конечно же, она не должна быть такой большой, как в ранней Вселенной. Черные дыры, кажется, сопротивляются и не заботятся об этих пределах! Недавнее исследование показывает, что сверхмассивные черные дыры растут со скоростью, не поддающейся ограничениям современной теории. Астрономам просто нужно выяснить, как они это делают!
Черные дыры обычно образуются в результате коллапса массивной звезды. Происхождение их более крупных собратьев, сверхмассивных черных дыр, обнаруженных в центрах большинства галактик, остается загадкой. Теории предполагают, что они росли на протяжении миллиардов лет, поглощая звезды, газ и, возможно, даже другие черные дыры. Другие предполагают, что они образовались из первичных условий ранней Вселенной или, возможно, из плотных скоплений горячих молодых ранних звезд. Их огромная гравитация играет значительную роль в формировании звездных образований и эволюции родительской галактики. Если сверхмассивная черная дыра активно аккрецирует материал, ее часто рассматривают как квазары — чрезвычайно яркие объекты, видимые на расстоянии миллионов, даже миллиардов световых лет.
Недавнее открытие группы астрономов выявило маломассивную сверхмассивную черную дыру, которая поглощала материал с огромной скоростью. Черная дыра находится на расстоянии, а это означает, что мы видим свет таким, каким он был через 1,5 миллиарда лет после Большого взрыва. Это означает, что мы можем узнать о процессах, которые управляют этими объектами, когда Вселенная была намного моложе.
Черная дыра, известная как LID-568, была обнаружена командой астрономов под руководством астронома Международной обсерватории Близнецов/NSF NOIRLab Хевон Су. Она была обнаружена на изображениях космического телескопа Джеймса Уэбба после оценки галактик в рамках исследования наследия COSMOS рентгеновской обсерватории Чандра. Наблюдаемые галактики являются яркими источниками рентгеновского излучения, но не видны в оптических или ближних инфракрасных обзорах. Команда использовала инструмент NIRSpec компании JWST, который способен получать спектр каждого отдельного пикселя в поле зрения.
Исследование позволило команде сделать довольно неожиданное открытие огромных потоков газа, исходящих из области вокруг центра черной дыры. Из этого Су и его команда могли сделать вывод, что значительная часть роста LID-568 вполне могла произойти в результате одного события быстрой аккреции. Они подсчитали, что он, должно быть, питается материей со скоростью, в 40 раз превышающей предел Эддингтона. Предел относится к максимальной яркости, которую он может достичь, принимая во внимание, что существует баланс между внешней силой излучения и внутренней силой гравитации. Когда две силы уравновешиваются, это называется гидростатическим равновесием. Если объект превышает предел, огромная внешняя сила приведет к потере массы. Когда была рассчитана светимость LID-568, она оказалась намного выше, чем теоретически возможно.
Это открытие предоставляет астрономам прекрасную возможность изучить черные дыры в ранней Вселенной, в частности те, которые бросают вызов теории предела Эддингтона. Однако можно предположить, что отток энергии высвобождает энергию, накопившуюся в периоды экстремальной аккреции. Требуются последующие наблюдения.
Источник: Астрономы NSF NOIRLab обнаружили самую быстро питающуюся черную дыру в ранней Вселенной.
